gov-civil-vilareal.ptOnde o Sol está localizado na Via Láctea?
>Eu recebo e-mail. Na maioria das vezes, são as pessoas que fazem uma ou duas perguntas habilitadas pelo Google (dica dica) e, às vezes, é uma pergunta que preciso pesquisar um pouco para responder. Eu gosto disso, porque significa que eu posso aprender uma coisa.
Neste caso, Bad Reader Joshua Brown foi sobre a localização do Sol na galáxia. Não a que distância estamos do centro, que sabemos muito bem agora (cerca de 26.700 anos-luz), mas a que distância estamos do plano médio da galáxia. Nosso galáxia Via Láctea é um disco plano com cerca de 100.000 anos-luz de diâmetro, mas também tem cerca de 2.000 anos-luz de espessura. A espessura real é difícil de definir, já que as estrelas meio que desaparecem conforme você sobe (ou desce) do disco, como a atmosfera da Terra se afina conforme você aumenta a altitude. Além disso, a espessura depende do que você mede!
Uma imagem infravermelha de todo o céu da galáxia remapeada de modo que o disco plano da galáxia passe pelo centro e o centro seja o centro da galáxia. Estamos dentro da galáxia, então esta imagem é como olhar para trás em direção ao centro da galáxia, com o disco se estendendo atrás de nós. O norte galáctico está para cima, e o plano intermediário corta exatamente na metade do disco. Crédito: 2MASS / UMass / IPAC-Caltech / NASA / NSF
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Na verdade, existem dois discos na galáxia: a disco grosso e um disco fino , com o disco fino bem no meio do grosso. Imagine que a galáxia é um bolo de duas camadas com glacê entre as camadas. A cobertura é o disco fino, e a esponja do bolo é o grosso. Se as duas camadas de esponja têm exatamente a mesma altura, o plano médio galáctico cortaria horizontalmente exatamente o centro da camada de gelo entre elas. Para lhe dar uma noção de escala, se o bolo tiver 10 cm de altura (a espessura de cima para baixo do disco grosso), então, para dimensionar com a Via Láctea, o bolo em si teria um círculo de 5 metros de diâmetro! É um bolo muito largo e achatado. A camada de cobertura no meio que representa o disco fino teria cerca de 4 cm de espessura, que é uma camada de cobertura espessa!).
Além disso, nessa escala, o Sol estaria 1,3 metros fora do centro, aproximadamente na metade do caminho do centro até a borda.
Mas onde está verticalmente no bolo? Bem no centro dessa camada de glacê, ou um pouco para cima ou para baixo?
O mapa mais atual da Via Láctea é mostrado na representação de um artista. O Sol está diretamente abaixo do centro galáctico, próximo ao Orion Spur. Os braços do Scutum-Centaurus estendem-se para a direita e para cima, indo para trás do centro até o outro lado. A radiação observada está quase diretamente oposta ao Sol a partir do centro no braço S-C, a 65.000 anos-luz de distância. Crédito: NASA / JPL-Caltech / R. Ferida (SSC / Caltech)
Esse número foi difícil de determinar. Mas em 2016, alguns astrônomos tentaram descobrir a orientação da galáxia no espaço. Se for um disco plano, o eixo desse disco aponta para um determinado ponto no céu. O objetivo deles era encontrar aquele local , mas como subproduto, eles também obtiveram uma medição do deslocamento do Sol em relação ao plano médio. O resultado é que estamos cerca de 55 anos-luz ao norte desse plano (onde 'norte' está em direção norte galáctico , que está na constelação de Coma Berenices). A estimativa deles tem uma grande incerteza, porém, de cerca de 16 anos-luz, mas mesmo com isso certamente estamos ao norte do plano médio.
Eles mediram isso medindo realmente a direção do pólo galáctico norte! Eles usaram um monte de 'rastreadores' diferentes para o disco, objetos ou grupos de objetos que traçam a forma do disco da Via Láctea. Eles então observam a distribuição desses objetos pelo disco, permitindo que isso defina o plano da própria galáxia. Uma vez que eles tenham isso, eles podem aplicar alguma geometria para encontrar o pólo daquele plano (pense nisso como a direção para o qual o plano está voltado).
Eles fazem isso de duas maneiras: uma é 'irrestrita', onde eles apenas usam esses rastreadores para obter a geometria. A outra maneira é 'restrita', onde eles forçam o centro da galáxia a ser a localização de nosso buraco negro supermassivo central, Sgr A *. Esses dois métodos produzem respostas ligeiramente diferentes, que atribuem ao Sol não estar exatamente no meio do plano do disco. Quando eles contabilizam isso, eles obtêm o número de 55 anos-luz.
Um esquema do caminho do Sol ao redor da Via Láctea conforme ele sobe e desce do plano galáctico por várias dezenas de anos-luz. A escala do movimento vertical é muito exagerada. Crédito: Chris Setter / Phil Plait
Coooool. A propósito, o Sol orbita o centro da galáxia (chamado de ano galáctico e às vezes o ano cósmico ) a cada duas centenas de milhões de anos terrestres , mas ao fazê-lo, ele oscila para cima e para baixo em relação ao disco! Quando está acima do plano intermediário do disco, a gravidade de bilhões de estrelas combinadas o puxa para baixo, então ele cai de volta, passa pelo plano intermediário, em seguida, cai para algumas dezenas de anos-luz abaixo do disco, que então o puxa para cima, e o processo se repete. Agora mesmo ainda estamos subindo . O ciclo leva cerca de 60 milhões de anos para ser concluído uma vez.
Então, aí está! Eu sabia que não estávamos exatamente no plano intermediário, mas não sabia o quanto estávamos errados, ou como isso era medido. Agora eu faço. Esperançosamente agora você também.
Meus agradecimentos a Joshua Samuel Brown ( @josambro no Twitter) por fazer a pergunta em primeiro lugar!
Correção (2 de outubro de 2019): Obter a espessura dos discos finos e grossos é um pouco complicado; os números que usei originalmente eram muito pequenos. O curso online de Astronomia Swinburne lista-os com alturas de escala de 400 e 1.000 anos-luz, respectivamente, o que parece certo para mim. 'Escala de alturas' há uma lata de vermes para abrir aqui, mas se você tiver algo que fica mais fino ou menos denso com a altura (como a atmosfera da Terra), a altura da escala é onde sua densidade cai por um fator de 1 / e, onde e é o base do logaritmo natural, cerca de 2,7. Então sim, é um pouco complicado. O bolo é uma analogia, mas é sólido, por isso não funciona muito bem quando você procura nos detalhes (o que é verdadeiro para todas as analogias). A questão: o disco grosso é mais grosso do que o disco fino, e o bolo é realmente largo em comparação com os dois!
